一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液及其製備方法與流程

2023-08-10 11:23:31

本發明屬於乳液的技術領域，涉及一種丙烯酸乳液，具體涉及一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液及其製備方法。本發明丙烯酸乳液在PVC基材上有著優異的附著力和良好的耐水性，同時，在合成過程中不使用對人體有害的醇類物質等，更符合人們對健康的注重的要求。

背景技術：

PVC是用途最廣泛的通用塑料之一。PVC具有很好的隔水性，可用於食品、調味料、飲料等包裝，包裝各種物品的軟包裝、啤酒瓶蓋及飲料瓶蓋內襯和牆紙等。傳統的PVC印刷為了印刷效果及附著力等性能的考慮大多使用溶劑型油墨，其溶劑的揮發會對印刷操作人員及承印物接觸人員帶來健康的損害。

此外，用於包裝或牆紙的PVC是一種非吸收性基材，且PVC製造時由於其材料的特殊，需加入一定量的增塑劑提高其韌性，因此，一般水性乳液會表現出熱粘冷脆的特點，並且與基材的附著力(附著牢度)較差，而在水性油墨中起到至關重要的作用的便是水性連接料。

技術實現要素：

本發明為解決上述問題，本發明圍繞上述PVC基材上使用的水性油墨用乳液在合成和應用過程中遇到的問題進行了合成工藝及結構上的設計，使連接料與基材能夠更好的接觸並附著，同時提高了產品的耐水性。提供了一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液及其製備方法

本發明為實現其目的採用的技術方案是：

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，所述丙烯酸乳液為核殼結構，按質量百分比計，包括以下組分：陰離子型乳化劑2-10％、反應型乳化劑0-0.5％、非離子型乳化劑0-3％、過硫酸銨0.05-2％、30％的氨水0.5-1.0％、殺菌劑0.1-0.3％、去離子水40-70％、核結構單體和殼結構單體；所述核結構單體按重量百分比計包括，甲基丙烯酸甲酯0.1-10％、丙烯酸乙酯0-5％、丙烯醯胺0-5％、矽烷偶聯劑0-5％；所述殼結構單體按重量百分比計包括，甲基丙烯酸甲酯10-25％、丙烯酸丁酯15-25％、丙烯酸乙酯0-10％、甲基丙烯酸0-1％、丙烯酸0-1％、己內醯胺0-5％。

控制控制核結構單體與殼結構單體的重量比為1/24-2/3。

所述陰離子型乳化劑選自磺酸鹽類和琥珀酸鹽類陰離子乳化劑中的一種或兩種及以上組合物。例如α-烯烴磺酸納、烷基氧基二苯磺酸二鈉、琥珀酸烷基酯磺酸鈉和脂肪醇琥珀酸鈉鹽等中的一種或兩種及以上的混合物。

所述非離子型乳化劑選自烷基醚類和乙氧化物類非離子乳化劑的一種或兩種及以上組合物。例如烷基聚氧乙烯醚、辛基酚乙氧化物、十三烷基乙氧化物和中烷基醇醚等中的一種或兩種及以上的混合物。

所述反應型乳化劑選自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸鹽、乙烯基磺酸鹽和烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸鹽反應型乳化劑的一種或兩種及以上組合物。例如烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、乙烯基磺酸鹽和烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸銨等中的一種或兩種及以上的混合物。

所述殺菌劑為1,2-苯並異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4異噻唑啉-3-酮中的一種或兩種的混合物。

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液的製備方法，包括以下步驟：

A、原料準備：核結構單體原料：甲基丙烯酸甲酯0.1-10％、丙烯酸乙酯0-5％、丙烯醯胺0-5％、矽烷偶聯劑0-5％；殼結構單體原料：甲基丙烯酸甲酯10-25％、丙烯酸丁酯15-25％、丙烯酸乙酯0-10％、甲基丙烯酸0-1％、丙烯酸0-1％、己內醯胺0-5％；陰離子型乳化劑2-10％、反應型乳化劑0-0.5％、非離子型乳化劑0-3％、過硫酸銨0.05-2％、30％的氨水0.5-1.0％、殺菌劑0.1-0.3％以及去離子水40-70％；

B、核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入2-5％的去離子水、0.5-2％的陰離子乳化劑、0.1-10％的甲基丙烯酸甲酯、0-5％的丙烯酸乙酯、0-5％的丙烯醯胺、0-5％的矽烷偶聯劑，充分攪拌1-1.5h，得到核層預乳化液；

C、殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入15-25％的去離子水、0.5-3％的陰離子乳化劑、0-1.75％的非離子乳化劑、0-1％的丙烯酸、0-1％的甲基丙烯酸、10-25％的甲基丙烯酸甲酯、15-25％的丙烯酸丁酯、0-10％的丙烯酸乙酯、0-5％的己內醯胺，充分攪拌1-1.5h，得到殼層預乳化液；

D、引發劑的製備：

種子引發劑：將0.01-0.5％的過硫酸銨溶於0.1-0.15％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.02-0.5％的過硫酸銨溶於1.5-2.0％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.02-1.0％的過硫酸銨溶於2.0-2.5％的去離子水中，得到殼層引發劑；

E、中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.25-0.5％的30％的氨水與0.4-0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.25-0.5％的30％的氨水與0.4-0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

F、殺菌液的製備：將0.1-0.3％的殺菌劑與0.25-0.35％的去離子水混合，得到殺菌液；

G、合成過程：

向反應釜中加入15-30％的去離子水，1-5％的陰離子乳化劑、0-0.5％的反應型乳化劑和0-1.25％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至75-80℃，加入2-5％的核層預乳化液，保溫10-15min，之後加入種子引發劑，並保溫反應20-30min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1-1.5h內滴加完畢，之後保溫30-40min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在2.5-3h內滴加完畢，之後保溫30-40min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1-1.5h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入3.35-4％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

本發明的有益效果是：本發明丙烯酸乳液中通過乳液結構的合理控制，設計核殼結構，使得乳液在整體上的性能得以平衡，在保證充分成膜的基礎上提高與基材的附著力及耐水等綜合性能。合成的乳液不需添加有害於人體健康的醇類物質，合成所用原料不含APEO，乳液的甲醛含量極低，無苯系物的引入，可符合食品包裝要求。

本發明的乳液用於PVC水性油墨中，印刷乾燥後成膜快，墨膜抗水性能好，獲得高質量的薄膜塗層，透明度好，具有優異的耐熱性、抗揉搓性、耐刮擦性、耐水性、耐油脂性、耐酸性、耐磨擦性，通過組分的控制，及殼核配比，印刷後不會發生分子遷移的現象，印刷光澤提高30-40％，隨著時間的延長，不會出現水溶性差、光澤度減小的問題。

本發明還具有以下優勢：

1、採用核殼結構的製備工藝製備純丙乳液，在核層引入比例較多的硬單體，如：甲基丙烯酸甲酯，賦予漆膜一定的硬度及快乾性。

2、乳液聚合過程中選用陰離子乳化劑，用於提高乳液中的電荷量，並且提高乳液與基材的滲透力及連接力；選用非離子乳化劑提高乳液的潤溼性；選用反應型乳化劑在一定程度上提高了漆膜的耐水性。通過控制三者的比例關係，能起到降低單體喝水的表面張力的作用，使單體和水形成一個穩定的均勻體系，三種乳化劑的加入，應用到屬性油墨中後，起到協同增效的作用，能更快的浸潤顏料，並深入到顏料顆粒聚集體的孔隙中，從而提高顏料分散效果和油墨體系的穩定性，使油墨對印刷基材表面有更好的潤溼、附著和浸透效果，流平性得以提高，使膜面更平滑，光澤度更高。

3、乳液聚合過程中加入了丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯醯胺、己內醯胺、矽烷偶聯劑，在成膜過程中可以形成獨特的網絡互穿結構，從而提高了漆膜的緻密性，進而提高漆膜與基材的附著力，並且與核殼結構設計形成協同作用，克服熱粘冷脆的缺點，進而提高產品的整體性能。

4、在殼結構單體中創造性的加入了己內醯胺，其參與到聚合反應中，用於提高聚合物的交聯密度，己內醯胺的極性比較強，在殼聚合過程中可以形成聚醯胺結構，增加液膜的交聯密度，穩定核殼結構，因其有比較強的極性，在成膜過程中，與基材接觸，進一步提高漆膜與基材PVC的粘接強度，從而提高與基材的附著力；同時己內醯胺的加入，與本方案中其它原料相互作用，預料不到的還提高了乳液的耐低溫性。在核結構單體中創造性的加入矽烷偶聯劑，在核反應階段加入使其與聚合物反應形成交聯結構，如與丙烯酸酯類單體共聚合成可交聯固化的矽烷基化聚合物，從而提高漆膜的強度、粘合力和耐水性。兩種單體的量太少則無法形成足夠的交聯度，不能提高漆膜的強度，從而耐水性和附著力無法滿足要求；量太大，如超過5％的用量，不僅在成本上明顯提高，而且交聯度太大，使得漆膜太硬，成膜過程中不能充分蠕動形成緻密的漆膜，反而較硬較脆，從而不利於成膜、耐水及附著力的提高。因而需要嚴格控制己內醯胺和矽烷偶聯劑的加入量。同時在殼結構單體中加入了己內醯胺、在核結構單體中加入矽烷偶聯劑與丙烯酸酯類單體共聚交聯，使得交聯單體分布在膠粒粒子表面，使得膠膜的耐水性和機械性都大大提高，獲得穩定、光澤度好的乳液。

5、本發明核結構單體0.1-25％，殼結構單體25-67％，核結構單體用量小於殼結構單體用量，甚至可以達到核結構單體用量僅為殼結構單體用量的1/24，本技術方案的該設計目的是為了建立殼軟核硬的模型，軟的殼將核包覆其中，在成膜的過程中軟殼能夠盡其所能鋪展在PVC基材上，形成緻密的膜層，與基材牢固粘接，而少量的硬核在殼成膜過程中亦穿插在殼的成膜過程中，形成交聯，兩者相互促進，起到協同增效的作用，使本發明的乳液用於PVC水性油墨中，墨膜抗水性能好，獲得高質量的薄膜塗層，透明度好，印刷後不會發生分子遷移的現象，印刷光澤提高30-40％，隨著時間的延長，不會出現水溶性差、光澤度減小的問題，同時還可以提高墨層的抗回粘性和乳液的穩定性。

6、本發明的乳液穩定性好，放置2年也沒有出現分層、增稠、凝膠的現象。

7、作為水性油墨的水性連接料，現有的丙烯酸酯溶液存在的最大困難是乳液的復溶性和耐水性相矛盾，意料之外的，在殼結構單體中加入了己內醯胺、在核結構單體中加入矽烷偶聯劑，同時控制核殼比的情況下，解決了上述問題，與丙烯酸酯類單體共聚交聯，形成可交聯的丙烯酸酯共聚物離聚體，使丙烯酸酯塗膜的耐有機溶劑性和機械性能都得到提高，解決了乳液的復溶性和耐水性相矛盾的問題。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。

一、具體實施例

實施例1

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯1％、丙烯酸乙酯0.2％、丙烯醯胺0.2％、矽烷偶聯劑0.2％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯11％、丙烯酸丁酯20％、丙烯酸乙酯5％、甲基丙烯酸1％、丙烯酸1％、己內醯胺0.4％；陰離子型乳化劑7.7％、反應型乳化劑0.3％、非離子型乳化劑1.5％、過硫酸銨0.5％、30％的氨水0.8％、殺菌劑0.2％、去離子水49％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入2％的去離子水、2％的陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入19％的去離子水、3％的陰離子乳化劑、0.5％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.1％的過硫酸銨溶於0.1％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.2％的過硫酸銨溶於1.5％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.2％的過硫酸銨溶於2.0％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.3％的30％的氨水與0.4％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.5％的30％的氨水與0.4％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.25％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入20％的去離子水，2.7％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和1％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至75℃，加入2％的核層預乳化液，保溫10min，之後加入種子引發劑，並保溫反應20min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1h內滴加完畢，之後保溫30min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在2.5h內滴加完畢，之後保溫30min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入3.35％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

實施例2

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯0.5％、丙烯酸乙酯0.5％、丙烯醯胺0.5％、矽烷偶聯劑0.5％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯15％、丙烯酸丁酯15％、丙烯酸乙酯4％、甲基丙烯酸0.5％、丙烯酸0.5％、己內醯胺5％；陰離子型乳化劑2％、反應型乳化劑0.4％、非離子型乳化劑1.5％、過硫酸銨1.5％、30％的氨水0.5％、殺菌劑0.1％、去離子水52％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入5％的去離子水、0.5％的陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1.5h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入1％的去離子水、0.5％的陰離子乳化劑、0.25％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1.5h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.5％的過硫酸銨溶於0.15％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.5％的過硫酸銨溶於2.0％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.5％的過硫酸銨溶於2.5％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.25％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.25％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.35％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入22％的去離子水，1％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和1.25％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至80℃，加入5％的核層預乳化液，保溫15min，之後加入種子引發劑，並保溫反應30min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1.5h內滴加完畢，之後保溫40min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在3h內滴加完畢，之後保溫40min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1.5h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入4％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

實施例3

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯0.4％、丙烯酸乙酯0.6％、丙烯醯胺0.6％、矽烷偶聯劑0.4％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯13.2％、丙烯酸丁酯16.7％、己內醯胺0.1％；陰離子型乳化劑3％、反應型乳化劑0.2％、非離子型乳化劑1％、過硫酸銨2％、30％的氨水1％、殺菌劑0.3％、去離子水60.5％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入4％的去離子水、0.7％的陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1.2h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入17.18％的去離子水、0.8％的陰離子乳化劑、0-.5％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1.2h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.5％的過硫酸銨溶於0.12％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.5％的過硫酸銨溶於1.7％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將1％的過硫酸銨溶於2.3％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.5％的30％的氨水與0.45％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.5％的30％的氨水與0.45％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.3％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入30％的去離子水，1.5％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和0.5％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至78℃，加入3％的核層預乳化液，保溫12min，之後加入種子引發劑，並保溫反應25min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1.2h內滴加完畢，之後保溫35min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在2.8h內滴加完畢，之後保溫35min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1.2h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入3.5％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

實施例4

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯2％、丙烯酸乙酯0.8％、丙烯醯胺0.4％、矽烷偶聯劑0.3％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯10.8％、丙烯酸丁酯24％、丙烯酸乙酯0.05％、甲基丙烯酸0.05％、丙烯酸0.05％、己內醯胺0.05％；陰離子型乳化劑4％、反應型乳化劑0.1％、非離子型乳化劑1.2％、過硫酸銨0.3％、30％的氨水0.7％、殺菌劑0.2％、去離子水55％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入3％的去離子水、1％的陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1.3h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入20％的去離子水、1％的陰離子乳化劑、1％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1.3h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.05％的過硫酸銨溶於0.13％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.1％的過硫酸銨溶於1.8％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.15％的過硫酸銨溶於2.2％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.4％的30％的氨水與0.4％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.3％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.28％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入17.89％的去離子水，2％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和0.2％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至76℃，加入4％的核層預乳化液，保溫14min，之後加入種子引發劑，並保溫反應23min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1.4h內滴加完畢，之後保溫33min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在2.7h內滴加完畢，之後保溫33min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1.3h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入3.8％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

實施例5

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯2％、丙烯酸乙酯1％、丙烯醯胺1％、矽烷偶聯劑1％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯10％、丙烯酸丁酯15％、丙烯酸乙酯0.1％、甲基丙烯酸0.3％、丙烯酸0.1％、己內醯胺0.5％；陰離子型乳化劑2.5％、反應型乳化劑0.5％、非離子型乳化劑0.5％、過硫酸銨1.3％、30％的氨水0.5％、殺菌劑0.2％、去離子水63.5％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入5％的去離子水、0.6％陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入20％的去離子水、0.6％的陰離子乳化劑、0.25％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.3％的過硫酸銨溶於0.1％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.4％的過硫酸銨溶於2.0％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.6％的過硫酸銨溶於2.5％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.25％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.25％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.3％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入28.4％的去離子水，1.3％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和0.25％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至77℃，加入3％的核層預乳化液，保溫11min，之後加入種子引發劑，並保溫反應28min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1.1h內滴加完畢，之後保溫38min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在2.8h內滴加完畢，之後保溫38min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1.4h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入3.7％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

實施例6

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯3％、丙烯酸乙酯2.2％、丙烯醯胺1.8％、矽烷偶聯劑2％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯10.3％、丙烯酸丁酯16.6％、丙烯酸乙酯0.03％、甲基丙烯酸0.02％、丙烯酸0.01％、己內醯胺0.04％；陰離子型乳化劑3％、反應型乳化劑0.1％、非離子型乳化劑0.2％、過硫酸銨0.3％、30％的氨水0.2％、殺菌劑0.2％、去離子水60％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入4％的去離子水、0.9％的陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1.4h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入22.43％的去離子水、0.9％的陰離子乳化劑、0.1％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1.4h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.01％的過硫酸銨溶於0.15％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0..09％的過硫酸銨溶於1.5％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.2％的過硫酸銨溶於2.0％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.3％的30％的氨水與0.4-％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.3％的30％的氨水與0.4％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.32％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入25％的去離子水，1.2％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和0.1％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至80℃，加入5％的核層預乳化液，保溫15min，之後加入種子引發劑，並保溫反應30min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1.5h內滴加完畢，之後保溫40min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在3h內滴加完畢，之後保溫40min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1.5h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入3.4％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

實施例7

一種用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液，按重量百分比計，包括以下組分，核結構單體：甲基丙烯酸甲酯8％、丙烯酸乙酯3％、丙烯醯胺3.5％、矽烷偶聯劑3.5％；殼結構單體：甲基丙烯酸甲酯11.7％、丙烯酸丁酯15％、丙烯酸乙酯0.08％、甲基丙烯酸0.07％、丙烯酸0.06％、己內醯胺0.09％；陰離子型乳化劑4％、反應型乳化劑0.2％、非離子型乳化劑0.1％、過硫酸銨0.2％、30％的氨水0.2％、殺菌劑0.3％、去離子水50％。

上述乳液可以由傳統工藝製備，更優的選擇是選用本發明的製備方法，包括以下步驟：

(1)核層預乳液的製備：向預乳化釜Ⅰ中依次加入3％的去離子水、0.5％的陰離子乳化劑、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醯胺、矽烷偶聯劑，充分攪拌1h，得到核層預乳化液；

(2)殼層預乳化液的製備：向預乳化釜Ⅱ中依次加入19.9％的去離子水、0.5％的陰離子乳化劑、0.05％的非離子乳化劑、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、己內醯胺，充分攪拌1h，得到殼層預乳化液；

(3)引發劑的製備：

種子引發劑：將0.07％的過硫酸銨溶於0.1％的去離子水中，得到種子引發劑；

核層引發劑：將0.03％的過硫酸銨溶於2.0％的去離子水中，得到核層引發劑；

殼層引發劑：將0.1％的過硫酸銨溶於2.0％的去離子水中，得到殼層引發劑；

(4)中和液的製備：

中和液Ⅰ：將0.4％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅰ；

中和液Ⅱ：將0.5％的30％的氨水與0.5％的去離子水混合，得到中和液Ⅱ；

(5)殺菌液的製備：將殺菌劑與0.23％的去離子水混合，得到殺菌液；

(6)合成過程：

向反應釜中加入15％的去離子水，3％的陰離子乳化劑、反應型乳化劑和0.05％的非離子乳化劑，攪拌並升溫至75℃，加入25％的核層預乳化液，保溫13min，之後加入種子引發劑，並保溫反應25min，而後開始滴加核層引發劑並開始滴加核層預乳化液，在1.3h內滴加完畢，之後保溫35min；加入殼層引發劑並滴加殼層預乳化液，在2.8h內滴加完畢，之後保溫35min，滴加中和液Ⅰ，並在30min內滴完，繼續保溫1.3h，然後進行降溫，使用中和液Ⅱ調節pH至8-8.5，維持溫度半小時後加入殺菌液，過濾後，然後向其中加入4％的去離子水得到最終的用於PVC水性油墨用丙烯酸乳液。

對比例

市面上銷售的丙烯酸酯乳液或不含己內醯胺和/或矽烷偶聯劑的丙烯酸酯乳液。

二、性能測試

1、乳液的性能表徵，如下表1：

表1

註：

稀釋穩定性：用蒸餾水將試樣稀釋至不揮發物的含量為3±0.5％，用量筒量取100ml該稀釋液，用鋁箔蓋上後靜置72h，觀察是否有分層現象、底部是否有沉澱或粗粒子，並記錄上層清液體積和沉澱量大小。

化學穩定性：將1％、3％、5％CaCl2溶液與乳液以4：1(質量比)混合均勻，靜置72h後觀察無分層或凝膠，即合格。

離心穩定性：取1ml乳液注入離心管中，放入高度離心機中，以12000r/min、20000r/min、離心60min，觀察乳液狀態，以不破乳為合格。

凍融穩定性：取5g乳液裝入密封的玻璃瓶中，在-5℃凍結18h，然後在20℃放6h，觀察乳液狀態。如果沒有凝固物，則重複凍融循環，直至出現凝膠。

2、乳液配置成的水性油墨的性能表徵

將按照上述方法製備的丙烯酸水墨乳液與市面上購買的競品乳液進行應用性能的測試對比。主要從以下幾個方面進行比較：與PVC基材的附著力(附著牢度)、耐水性、反粘性及存儲穩定性等。

將本發明乳液與競品按相同配方配製水墨測試應用效果，其測試性能結果如下表2：

表2

綜合上述測試結果可知，根據本發明所述製備的純丙乳液其各項測試性能優於競品乳液，能夠更好地滿足市場需求。